Реализация модуля управления климатом в промышленной автоматике
7.1 Краткая экономическая характеристика проектируемого устройства
Тема данного дипломного проекта является опытно-конструкторской разработкой. ОКР выполняется за счет финансирования заказчиком. Технико-экономическое обоснование приводится в виде расчета трудоемкости, построения сетевого графика, определения плановой себестоимости и отпускной цены ОКР. Имущественные права на разработку, как и личные неимущественные принадлежат автору. Расчет ОКР проведен в ценах на май 2015 г.
7.2 Составление плана и определение трудоемкости выполнения ОКР
Для определения трудоемкости выполнения научно-исследовательской разработки, прежде всего, составляется перечень всех основных этапов и видов работ, которые должны быть выполнены.
Составление перечня работ - один из наиболее важных этапов в осуществлении планирования. При этом особое внимание должно быть уделено логическому упорядочению последовательности выполнения отдельных видов работ. По каждому виду работ определяется также квалификационный уровень исполнителей (должности).
В таблице 7.1 представлен план научно-исследовательской работы.
Таблица 7.1 - План проведения ОКР |
||||||
№ |
Наименование этапов и видов работ |
Исполнитель (должность, квалификация) |
Количество исполни- телей |
Длитель-ность работы, дни |
Трудоем -кость, человеко-дни |
|
1 |
Составление и согласование технического задания на ОКР |
НР |
1 |
2 |
2 |
|
2 |
Подбор необходимых материалов, разработка и утверждение технического задания |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
3 |
Изучение, анализ и обобщение подобранных материалов и научно-технической литературы. Выявление возможных вариантов разработки и их оценка |
ОИ, НС |
2 |
2 |
4 |
|
4 |
Разработка блок-схемы и габаритных чертежей изделия, составление и оптимизация параметров принципиальной схемы |
ОИ, НС |
2 |
3 |
6 |
|
5 |
Разработка конструкции макетов и составление эскизов |
ОИ, инженер |
2 |
6 |
12 |
|
6 |
Изготовление, настройка и лабораторные испытания макета |
ОИ, инженер |
2 |
6 |
12 |
|
7 |
Обобщение и анализ данных испытаний. Составление пояснительной записки к эскизному проекту |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
8 |
Оформление, рецензирование и защита эскизного проекта, внесение изменений в эскизный проект по результатам защиты |
НР, ОИ |
2 |
3 |
6 |
|
9 |
Составление и согласование уточненного технического задания по результатам защиты эскизного проекта |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
10 |
Выбор конструкции, расчет ее элементов |
ОИ, НС |
2 |
6 |
12 |
|
11 |
Экспериментальная проверка основных узлов, конструирование и изготовление технологического образца изделия |
ОИ, инженер |
2 |
6 |
12 |
|
12 |
Разработка конструкции основных узлов изделия с учетом данных испытаний технологического образца |
ОИ, НС |
2 |
5 |
10 |
|
13 |
Оформление, рецензирование и защита технического проекта, внесение изменений в технический проект по результатам защиты |
НР, ОИ |
2 |
3 |
6 |
|
14 |
Составление технического задания на рабочее проектирование изделия |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
15 |
Разработка схем и рабочих чертежей, уточнение предварительных заявок на материалы и комплектующие изделия |
ОИ, НС |
2 |
5 |
10 |
|
16 |
Составление эксплуатационно-технической документации, оформление патентных формуляров и составление карт технического уровня. Выпуск информационных материалов |
ОИ, НС |
2 |
3 |
6 |
|
17 |
Технологическая подготовка производства, изготовление и настройка опытного образца |
ОИ, инженер |
2 |
6 |
12 |
|
18 |
Заводские испытания опытного образца на соответствие требования технического задания и технических условий |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
19 |
Корректировка рабочих чертежей. Доработка текстовой документации |
ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
20 |
Проведение государственных испытаний по специальной программе |
НР, ОИ |
2 |
2 |
4 |
|
21 |
Корректировка и доработка рабочей документации изделия. Корректировка и доработка текстовой документации. Оформление всего комплекта документации |
ОИ, НС |
2 |
2 |
4 |
|
Общая трудоемкость и длительность проведения ОКР |
36 |
72 |
142 |
Расчет ожидаемого времени (tОЖ) можно ограничиться использованием только двух предварительных оценок времени выполнения работы (tmin и tmax), например, когда наиболее вероятную оценку (tн.в) выполнения работы затруднительно обосновать. В этом случае ожидаемое время () определяется по этим двум оценкам трудоемкости по формуле:
(7.1) |
Мерой неопределенности выполнения работы за оптимальное время является дисперсия, которая вычисляется по формуле:
(7.2) |
Директивный срок окончания работы равен Тд = 72 дня. Расчет значений трудоемкости работ (округленных до целых чисел) представлены в таблице 7.2.
Таблица 7.2 - Значения трудоемкости работ
Вид работы |
Оценки трудоемкости |
Расчетные величины |
|||
D |
|||||
1 |
1,5 |
3 |
2 |
0,09 |
|
2 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
3 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
4 |
6 |
7 |
6 |
0,04 |
|
5 |
12 |
13 |
12 |
0,04 |
|
6 |
12 |
13 |
12 |
0,04 |
|
7 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
8 |
6 |
7 |
6 |
0,04 |
|
9 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
10 |
12 |
13 |
12 |
0,04 |
|
11 |
12 |
13 |
12 |
0,04 |
|
12 |
9 |
12 |
10 |
0,36 |
|
13 |
6 |
7 |
6 |
0,04 |
|
14 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
15 |
9 |
12 |
10 |
0,36 |
|
16 |
6 |
7 |
6 |
0,04 |
|
17 |
12 |
13 |
12 |
0,04 |
|
18 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
19 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
20 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
|
21 |
4 |
5 |
4 |
0,04 |
7.3 Построение сетевого графика и расчет его основных параметров
Сетевой график представлен на рисунке 7.1. Он представляет собой таблицу, где перечислены виды работ, должности исполнителей, трудоемкость, численность исполнителей, продолжительность работ. Продолжением таблицы является график в виде отрезков, которые показывают продолжительность каждого вида работ.
Рисунок 7.1 - Сетевой график
Продолжительность каждой работы определяется по формуле:
(7.(3) |
где Ti - трудоемкость чел.-дн., Чi - численность исполнителей.
Характерным моментом анализа вероятностных сетевых графиков является определение вероятности P{tkp?Tg} того, что завершающее событие совершается в заданный срок.
Несмотря на отклонение в процессе выполнения работ от ожидаемых времен, завершающее событие может все же с определенной вероятностью совершиться в заданный директивный срок. В качестве приближенного закона распределения срока наступления завершающего события принимается нормальное распределение со значением tkp и дисперсией срока наступления этого события. В соответствии с этим вероятность определяется по формуле:
P{tkp?Tg} = ц(x) |
((7.4) |
где - аргумент функции нормального распределения;
Tg - заданный директивный срок завершения комплекса работ;
tkp - критический путь, определяемый при расчете сетевого графика;
- среднеквадратическое отклонение срока наступления завершающего события, которое определяется по формуле:
((7.5) |
где - сумма величин дисперсий работ, лежащих на критическом пути;
ц(x) - функция нормального распределения, значение которой берется из таблицы распределения.
Для величины P устанавливаются вполне определенные пределы, именуемые границами допустимого риска. При P < 0,35 опасность срыва заданного срока выполнения завершающего события настолько велика, что необходима оптимизация сетевого графика с перераспределением трудовых ресурсов. При P > 0,65 можно утверждать, что на работах критического пути имеются избыточные ресурсы, следовательно общая продолжительность работ может быть сокращена. Таким образом, 0,35 < P < 0,65 можно считать границами допустимого риска.
7.4 Определение цены научно-технической продукции на апрель 2015 года за счет средств заказника
Расчет затрат по статье “Материалы, покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия”
Определяются материальные затраты на выполнение работ по теме, включая стоимость покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов на изготовление макетов и опытных образцов.
Расчет осуществляется по формуле
(7.6) |
где - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (Ктр = 1,05);
- норма расхода i-го вида материалов на макет или опытный образец (кг, м, и т.д.);
- действующая отпускная цена за единицу i-го вида материала, р.;
- возвратные отходы i-го вида материала (кг, м, и т.д.);
- цена за единицу возвращенных отходов i-го вида материала, р.;
n - количество применяемых видов материалов.
Расчет целесообразно представить в табличной форме.
Таблица 7.3 - Затраты по статье “Материалы, покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия
№, п/п |
Наименование материалов покупных полуфабрикатов и комплектующих изделий |
Единица измерения |
Кол-во |
Цена приобретения, р. |
Сумма, р. |
|
1 |
Стеклотекстолит СФ-2-35-1,5 |
кг. |
0,026 |
223507,5 |
5811,2 |
|
2 |
Припой SAC305 |
кг. |
0,005 |
1549513,84 |
7746 |
|
3 |
Паяльная паста Indium 8.9 |
кг. |
0,01 |
1797600 |
17976 |
|
4 |
Лак Urethan 71 |
мл |
5 |
579,6 |
2898 |
|
5 |
Краска USM-U2 |
мл. |
2 |
232,6 |
456,2 |
|
6 |
Полистирол ПСМ-115 |
кг |
0,5 |
17980 |
8990 |
|
7 |
Винт М2х11 |
шт. |
4 |
4960 |
19840 |
|
8 |
Винт М2х13 |
шт. |
4 |
5456 |
21824 |
|
9 |
Кнопка тактовая ТС-0404 |
шт. |
2 |
1066 |
2132 |
|
10 |
Конденсатор кер. SMD 0603 100нФ, 16В, 10% |
шт. |
2 |
64,5 |
129 |
|
11 |
Конденсатор ECAP SMD 100мкФ, 16В |
шт. |
15 |
1488 |
22320 |
|
12 |
Микросхема FT232R |
шт. |
1 |
43378,2 |
43378,2 |
|
13 |
Микросхема MSP430FR5723 |
шт. |
1 |
212700 |
212700 |
|
14 |
Микросхема CC2540 |
шт. |
1 |
85080 |
85080 |
|
15 |
Резистор SMD 0805 220Ом, 0,125Вт, 1% |
шт. |
14 |
223,2 |
3124,8 |
|
16 |
Катушка индуктивности Chilisin LVC201 10мкГн, 1 Ом, 0,54А, 20% |
шт. |
3 |
1981 |
5943 |
|
17 |
Кристалл 32-kHz Crystal SG-3032JC |
шт. |
2 |
141800 |
141800 |
|
18 |
Датчик температуры и влажности HDC 1000 |
шт. |
4 |
31196 |
124784 |
|
19 |
Дисплей 1.8-дюймовый TFT с SPI интерфейсом |
шт. |
1 |
80117 |
80117 |
|
20 |
USB разъем USB-A-05 |
шт. |
1 |
56000 |
56000 |
|
22 |
Светодиод BL-LS 0603UHR |
шт. |
3 |
1289,6 |
3868,8 |
|
23 |
Разъем FB-5 |
шт. |
1 |
15000 |
15000 |
|
24 |
Транспортно-заготовительные расходы (5%) |
- |
- |
- |
44095,9 |
|
Всего расходов: |
926014 |
Статья «Топливно-энергетические ресурсы» предполагает расчет затрат на энергию потребляемую используемым оборудованием учитывая его установочную мощность, время использования и тарифный план. Расчёт этих затрат производится по формуле [1]:
(7.7) |
где - установочная мощность i-го объекта основных производственных фондов, используемых для работ по данной теме, кВт;
- время фактического использования i-го объекта, ч;
- тариф за 1 кВт/ч энергии, р.
Расчет этих затрат приведён в таблице 7.4.
Расчёт затрат по статье «Спецоборудование для экспериментальных работ» проводится по формуле:
(7.8) |
где КВР - коэффициент пересчета в зависимости от проработанного времени за год, при данных условиях равный 0,085;
- цена приобретения i-го спецоборудования, р;
- затраты на транспортировку i-го спецоборудования к месту эксплуатации, р;
- затраты на монтаж, установку и пусконаладочные работы.
Таблица 7.5 - Расчет затрат на спецоборудование для экспериментальных работ |
||||||
№, п/п |
Наименование специальных инструментов, приспособлений, приборов, стендов, устройств и другого специального оборудования |
Кол-во |
Цена приорете-ния, млн. р. |
Расходы на транспортировку и установку, млн. р. |
Сумма, млн. р. |
|
1 |
Сверлильно-фрезеровальный станок Bungard CCD/2 |
1 |
49,6 |
1,72 |
1,62 |
|
2 |
Установки двухстороннего экспонирования модели AZ |
1 |
3 |
0,1 |
0,094 |
|
3 |
Установки гальванического покрытия и металлизации сквозных отверстий плат серии PL903 |
1 |
30 |
1,04 |
0,98 |
|
4 |
Установки проявки и травления плат серии PB 700 |
1 |
26 |
0,9 |
0,85 |
|
5 |
Установка трафаретной печати модели 41-HMA |
1 |
11 |
0,38 |
0,36 |
|
6 |
Фотоплоттер FP 8000 (USB) |
1 |
5 |
0,006 |
0,005 |
|
7 |
Двухсторонние установки нанесения фоторезиста (ламинаторы), модели 12”/24” |
1 |
2 |
0,069 |
0,061 |
|
8 |
Прецизионный автоматический принтер с автоматической загрузкой печатных плат НР-520 |
1 |
61 |
2,12 |
2 |
|
9 |
Mx-100LP - автомат установки SMD-компонентов |
1 |
58 |
2,01 |
1,89 |
|
10 |
Конвекционная конвейерная печь для оплавления паяльной пасты напольного типа 7 ZCR G/DT |
1 |
38 |
1,32 |
1,25 |
|
11 |
Термопластавтомат ТВ 450Н/2900 |
1 |
240 |
8,33 |
7,86 |
|
12 |
Weller WX 1010 одноканальная паяльная станция с сенсорным управлением |
1 |
7,9 |
0,27 |
0,25 |
|
ВСЕГО: |
17,22 |
Расчёт затрат по статье “Основная заработная плата разработчиков”
В эту калькуляционную статью включаются расходы на оплату труда разработчиков, непосредственно связанных с изготовлением продукции, выполнением работ и услуг.
(7.9) |
где - тарифная ставка за день (месячный оклад) i-й категории работников;
- количество работников i-й категории;
- время фактической работы работника i-й категории по теме, дн. или мес.;
- коэффициент премий по премиальным системам, = 1,1-1,4.
Для расчёта этой статьи необходимо сделать расшифровку трудоёмкости изделия по видам работ. Данные представлены в таблице 7.6.
Таблица 7.6 - Расшифровка трудоемкости изделия по видам работ
№, п/п |
Наименование категорий работников и должностей |
Кол-во штатных единиц, чел. |
Трудо-затра-ты, дни |
Средняя заработ-ная плата в день, руб. |
Коэф. премиаль-ных доплат |
Сумма, р. |
|
1 |
Научный руководитель |
1 |
20 |
24 000 |
1,4 |
672000 |
|
2 |
Научный сотрудник |
1 |
26 |
19 000 |
1,3 |
642200 |
|
3 |
Ответственный исполнитель |
1 |
70 |
14 000 |
1,1 |
1078000 |
|
4 |
Инженер |
1 |
24 |
18 000 |
1,3 |
561600 |
|
ВСЕГО: |
2953800 |
Расчёт затрат по статье “Дополнительная заработная плата разработчиков”. Дополнительная заработная включает выплаты, предусмотренные законодательством о труде и положениями по оплате труда на предприятии. Сюда входят выплаты за не проработанное на производстве время: оплата очередных и дополнительных отпусков, оплата учебных отпусков, оплата льготных часов подростков, оплата перерывов в работе кормящих матерей, выполнением государственных обязанностей, единовременные вознаграждения за выслугу лет и пр.
Указанные выплаты распределяются на готовые изделия по нормативу (проценту к основной заработной плате производственных рабочих).
Формула расчёта имеет вид
(7.10) |
где Ндз - норматив дополнительной заработной платы, Ндз = 20%.
Таблица 7.7 - Расчет себестоимости |
||||
Наименование статей затрат |
Условное обозначение |
Значение руб. |
Примечание |
|
Материалы, покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия |
РМ |
926014 |
См. табл. 7.3 |
|
Топливно-энергетические ресурсы для научно-экспериментальных целей |
РЭЛ |
9588478 |
См. табл. 7.4 |
|
Специальное оборудование для экспериментальных работ |
РОБ |
17220000 |
См. табл. 7.5 |
|
Основная заработная плата научно-производственного персонала |
РОЗ |
2953800 |
См. табл. 7.6 |
|
Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала |
РДЗ |
590760 |
НДЗ=20% |
|
Отчисления на социальную защиту |
РОС |
1240596 |
НОС=35% |
|
Накладные расходы |
РКОС |
1476900 |
Н-КОС=50% |
|
Полная себестоимость |
33996548 |
|||
Плановые накопления (прибыль) |
П |
101990 |
НП=30% |
|
Отпускная цена (без НДС) |
Ц |
34098538 |
||
Налог на добавленную стоимость |
РНДС |
68197 |
Н-ДС=20% |
|
Отпускная цена с НДС |
ЦОТП |
34166735 |
Таким образом разработка модуля управления климатом обойдётся заказчику в 34 млн. рублей в ценах на май 2015 года.